Измеритель скорости

Измеритель скорости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: -измерительная техника , системы ориентации и навигации объектов , переметающихся относительно среды. Сущность изобретения: излучатели и приемники ультразвукозых колебаний попарно расположены на равновысоких стойках, установленных чзкресточинзх, закрепленных на полом цилиндрическом насадке, жестко связанном с фюзеляжем контролируемого объекта. Крестовины расположены а плоскости его крыльев под утлом е к линии, перпендикулярной оси насадка, лежащим в пределах 0 е 45°. Вычислительное устройство позволяет получить информацию об угловой и поступательной скорости контролируемого объекта. 2 ил.

СО ОЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (sI>s 6 01 Р 5!00

ГОСУДАРСТВЕ ННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4423776/10 (22) 13.05.88

{46) 07.07,93. Бюл. М 25 (71) Саратовский политехнический институт (72) П,K.Ïëîòllèêîâ (73) Саратовский политехнический институт

{56) Авторское свидетельство СССР

М 481837, кл. G 01 Р 5/01, 1973. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ (57) Использование: измерительная техника, системы ориентации и навигации обьектов, перемещающихся относительно среды.

Изобретение относится к измерительной Тех II1! .е и может GblTb использовано в системах Ориентации и навигации обьектов, перемещающихся относительно среды.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей эа с ет воэможности измерения наряду со скоростью поступательного движения угловой скорости вращения обьекта, на котором установлен измеритель скорости.

На фиг.1 показан измеритель скорости; на фиг.2 — схема резв.аторов измерителя в пространстве.

Измеритель скорости содержит полую цилиндри,ескуо насадку 1, закрепленную на фюзеляже 2 контролируемого обьекта 3.

Излучатели 4 — 7 и приемники 8-11 ультразвуковых колебаний установлены на равновысоких Of10poi< 12 — 15, закрепленных на крестовинах 16, 17, расположенных в плоскости крыльев контролируемого обьекта (на чертеже не показаны) под углом е, лежа„„SU„„1827025 АЗ

Сущность изобретения; излучатели и приемники ультразвуковых колебаний попарно расположены на равновысоких стойках, установленных на крестовин".õ, закрепленных на полом цилиндрическом насадке, жестко связанном с фюзеляжем контролируемого обьекта. Крестовины расположены в плоскости его крыльев под углом E к линии, перпендикулярной оси насадка, лежащим в пределах 0 Р 45О, Вычислительное устрОАСТВО позволяет получить информацию об угловой и поступательной скорости контролируемого обьекта. 2 ил, щим в предел-.õ 0 < e 45О к линии, перпендикулярной продольной оси -гасадка 1, Рабочие поверхности и",ëó÷àòàëeé 4-7 и присмников 8 — 11 взаимно перпендикулярны в пределах каждой и "ðû 4 — 11, 5-8, 6-9, 7-10 и параллельны в cccepíèx пао:, 4-8, 5-9, 6 — 10, 7 — 11. Излучатели 4 — 7 ульгразвуковых колебаний подкл очены к генератору

18 ультразвуковых колебаний. синхрониэирующий выход "îòîðîãî подклю- ен к каждому из измерителей фазового сдвига 19-22, на информационные входы которых поступают сигналы с приемников 8 — 11, Измерители 19-22 по,;,, ;лючены к вычислительному уСтрайСтеу 23, ГЫХОдЫ КотОрОГО яВЛяЮтСя выходами измерителя скорости.

Измеритель скорости работает следующим образом, При отсутствии скорости (V = Vi = м=0) поступательногс и углового движения объекта скорость распространения акустического сигнала во всех плечах резонаторов

1827025

Vx =

1 1

Из (6) имеем:

A Л

L тбн

/1 Л Л

L (лв гвг ) (3)

EF

Из (4) имеем (фиг.2) будет равна скорости звука Чзв. За счет движения объекта Vx (Ч = (о= О) в резонаторе СО путь распространения волн увеличится, а в резонаторе 6Б — уменьшится, в итоге временные интервалы распространения волн во всех резонаторах будут опреде- ляться соотношениями;

1, » тдв = т EF =, co =

Чзв Чзо — Vx где тдв..хсн — временные интервалы распространения ультразвуковых волн от излучателей да приемников ультразвуковых колебаний, Из двух последних формул соотношения (1) имеем:

При наличии скорости Vz {Ч,=- со= О) поступательного движения объекта по аналогии имеем

Угловая скорость cd приводит к тому, чта во всех четырех резонаторах будет иметь место изменение временных интервалов распространения акустических волн по сравнению с неподвижнo ì объектам

tAB = тсо =rEF -ген

L ю (4)

VGB cd

2 в = — — — — (5)

Ь сан Чзь

l 72

Соотношения (3), (4), (5) свидетельствуют, что при наличии отдельных составляющих скорости объекта имеется возможность определения скоростей Vx, V2,, и с помощью вычислительного устройства (23).

При одновременном наличии указанных скоростей алгоритмы вычислений изменятся; выведем зти алгоритмы. Согласно фиг,2 имеем;

Чз»»- Vz-й./2 =1/ AB (6)

V„-Ч»-о» /2= L/асс (7)

V + Vz - ОЯ./2 = » /REF (8)

V»+ Vx- аА,/2. =- » /твн (9)

Вычтя из (8) формулу (6), получим ",= (" -", (10)

:Г тДВ rEF

Вычтя из (9) формулу (7), получим:

2 1 2л т-,- (12) тдв L

Формулы (10), (11), (12) явля»отся алгоритмами функционирования бортового цифрового вычислительного устройства (23) по определению компонент Vx, О», в скорости объекта. л

Для пересчета сигналов Vx, V2,, cd к системе координат ОХо YoZo, связанной с объектам, использованы следующие алгоритмы:

Vx = Ч» саз B— - Чi з»п»-

»)go1 = V сав + » sin e (13)

Л .Л

На основе выведенных формул заключаем, чта при неподвижном объекте временные интервалы tAB..õñí равны между собой, и на выходе вычислительного устройства 23 информация отсутствует. При наличии скоростей Vx, Vy, в интервалы времени Тдв.„

xG»-» будут различны. Зондирующие импульсы несущей частоты подаются на излучатели ультразвуковых колебаний 4 — 7 и преобразуются в акустические сигналы, распространяющиеся в стороны приемников ультразвуковых колебаний 8-11 (фиг.1) соответственно. В приемниках 8-11 ультразвуковых колебаний, наоборот, происходит

40 преобразование акустических колебаний в злектрические сигналы, сдвинутые во времени на временные интервалы тдв... тон по отношению к испущенным колебаниям. 8 результате на выходах измерителей фазово45 го сдвига 19-22 вырабатывается последовательность импульсов со скважностью TAB (тсо... тон).

Эта последовательность импульсов с каждого измерителя подается в вычисли50 тельное устройство 23, которое по алгоритмам (10), (11). (12), (l3) определяет оценки скорости дьужения объекта относительно среды Vxo, Vz,, ау,.

Формула изобретения

55 Измеритель скорости, содержащий генератор ультразвуковых колебаний, выход которого подкл»очен к излучателю ультразвуковых колебаний, четыре приемника ультразвуковых колебаний, каждый из которых установлен на равновысоких опорах в пло1827025

Составитель E.Íèêèòèí

Техред M. Моргентал Корректор С.Пекарь

Редактор С,Кулакова

Заказ 2332 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 скости, проходящей через вершины прямоугольника, и раздельно подключен через соответствующий измеритель фазового сдвига к входам вычислительного устройства, выходы которого являются выходами из- 5 мерителя скорости, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональ-, ных возможностей, в него введены три излучателя ультразвуковых колебаний, излучатели установлены на равновысоких 10 неподвижных опорах, при этом рабочие поверхности излучателей и приемников ультразвуковых колебаний взаимно перпендикулярны в пределах одной пары и параллельны в. соседних, стойки установлены на крестови- нах, закрепленных на цилиндрической пустотелой насадке, установленной на наружной части фюзеляжа контролируемого обьекта, причем крестовины расположены в плоскости его крыльев под углом е к линии, перпендикулярной к продольной оси насадки, лежащим в пределах 0 r. < 45О,